(57)【要約】      （修正有）【課題】時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できるクレーンを提供する。【解決手段】クレーンは、偏光情報を取得可能なセンサと、センサが偏光情報を取得した時刻と、センサの設置位置の位置情報と、に基づいて理論的な空の偏光情報の分布Ｅ２を算出可能であり、センサが取得した空の偏光情報の分布Ｅ１と、理論的な空の偏光情報の分布Ｅ２と、が重なる平行移動量Ｆ及び回転角度θを算出し、算出した平行移動量Ｆ及び回転角度θに基づいてセンサが設けられる対象物の姿勢を算出する制御装置と、を備える。【選択図】図４
0003229917.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
偏光情報を取得可能なセンサと、
前記センサが前記偏光情報を取得した時刻と、前記センサの設置位置の位置情報と、に基づいて理論的な空の偏光情報の分布を算出可能であり、前記センサが取得した空の偏光情報の分布と、前記理論的な空の偏光情報の分布と、が重なる平行移動量及び回転角度を算出し、算出した前記平行移動量及び前記回転角度に基づいて前記センサが設けられる対象物の姿勢を算出する制御装置と、を備える、ことを特徴とするクレーン。
【請求項２】
前記偏光情報は、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方が用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
【請求項３】
前記制御装置は、前記センサが偏光情報を取得した空における雲の状態に応じて、前記偏光度及び前記偏光方向の両方を用いることと、前記偏光方向のみを用いることと、を切り換え可能である、ことを特徴とする請求項２に記載のクレーン。
【請求項４】
ブームを備え、
前記対象物は、前記ブームの先端部に設けられる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクレーン。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、クレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動式クレーン、クローラークレーン、タワークレーン、ガントリークレーン、天井クレーン等のクレーンが知られている。
【０００３】
ところで、対象物の姿勢を取得するために慣性計測装置（ＩＭＵ）を用いるクレーンが知られている（特許文献１参照）。かかるクレーンは、慣性計測装置により計測される値を積分して速度を算出し、算出した速度を更に積分して、対象物である監視カメラやレーザスキャナの姿勢を測定している。しかし、積分の過程で誤差が蓄積され、時間の経過とともに誤差が徐々に増大していく、いわゆる「ドリフト」と呼ばれる現象が避けられない。そこで、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できるクレーンが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０２０−０９４８３４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できるクレーンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の考案は、
偏光情報を取得可能なセンサと、
前記センサが前記偏光情報を取得した時刻と、前記センサの設置位置の位置情報と、に基づいて理論的な空の偏光情報の分布を算出可能であり、前記センサが取得した空の偏光情報の分布と、前記理論的な空の偏光情報の分布と、が重なる平行移動量及び回転角度を算出し、算出した前記平行移動量及び前記回転角度に基づいて前記センサが設けられる対象物の姿勢を算出する制御装置と、を備える、ものである。
【０００７】
第二の考案は、第一の考案に係るクレーンにおいて、
前記偏光情報は、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方が用いられる、ものである。
【０００８】
第三の考案は、第二の考案に係るクレーンにおいて、
前記制御装置は、前記センサが偏光情報を取得した空における雲の状態に応じて、前記偏光度及び前記偏光方向の両方を用いることと、前記偏光方向のみを用いることと、を切り換え可能である、ものである。
【０００９】
第四の考案は、第一から第三のいずれかの考案に係るクレーンにおいて、
ブームを備え、
前記対象物は、前記ブームの先端部に設けられる、ものである。
【考案の効果】
【００１０】
第一の考案に係るクレーンにおいて、制御装置は、センサが偏光情報を取得した時刻と、センサの設置位置の位置情報と、に基づいて理論的な空の偏光情報の分布を算出可能であり、センサが取得した空の偏光情報の分布と、理論的な空の偏光情報の分布と、が重なる平行移動量及び回転角度を算出し、算出した平行移動量及び回転角度に基づいてセンサが設けられる対象物の姿勢を算出する。かかるクレーンによれば、計測される値の積分により対象物の姿勢を算出するのではなく、偏光情報の分布を比較することにより対象物の姿勢を算出するため、ドリフト等の誤差が発生しない。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できる。
【００１１】
第二の考案に係るクレーンにおいて、偏光情報は、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方が用いられる。かかるクレーンによれば、計測される値の積分により対象物の姿勢を算出するのではなく、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方の分布を比較することにより対象物の姿勢を算出するため、ドリフト等の誤差が発生しない。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できる。
【００１２】
第三の考案に係るクレーンにおいて、制御装置は、センサが偏光情報を取得した空における雲の状態に応じて、偏光度及び偏光方向の両方を用いることと、偏光方向のみを用いることと、を切り換え可能である。かかるクレーンによれば、晴天時に、偏光度を用いて算出される対象物の姿勢と、偏光方向を用いて算出される対象物の姿勢と、の乖離がある場合に、乖離を測定結果の誤差の算出に用いることが可能である。従って、晴天時に測定結果の誤差を算出することができる。また、偏光方向は、曇天時であっても維持される。従って、曇天時に時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに対象物の姿勢を測定できる。
【００１３】
第四の考案に係るクレーンにおいて、ブームを備え、対象物は、ブームの先端部に設けられる。かかるクレーンによれば、周囲の建築物等よりも高い位置から空の偏光情報を取得可能になるので、遮蔽物に遮られずに空の偏光情報を取得しやすい。また、対象物は、ブームの撓みや、風の影響等によって振動が加わることが多い。従って、空の偏光情報を取得しやすい位置に設けられ、振動が加わることが多い対象物の姿勢を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】クレーンを示す図。
【図２】クレーンの制御構成を示す図。
【図３】晴天時における全天の偏光度の分布を説明する図、（ａ）偏光カメラが取得した全天の偏光度の分布を示す図、（ｂ）理論的な全天の偏光度の分布を示す図。
【図４】晴天時における監視カメラの姿勢の算出を説明する図、（ａ）太陽の位置と雲の状態を示す図、（ｂ）偏光カメラが取得した全天の偏光度の分布を示す図、（ｃ）理論的な全天の偏光度の分布を示す図。
【図５】晴天時における監視カメラの姿勢の算出を説明する図、（ａ）太陽の位置と雲の状態を示す図、（ｂ）偏光カメラが取得した全天の偏光方向の分布を示す図、（ｃ）理論的な全天の偏光方向の分布を示す図。
【図６】曇天時における監視カメラの姿勢の算出を説明する図、（ａ）太陽の位置と雲の状態を示す図、（ｂ）偏光カメラが取得した全天の偏光方向の分布を示す図、（ｃ）理論的な全天の偏光方向の分布を示す図。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本願に開示する技術的思想は、以下に説明する実施形態のほか、他の実施形態にも適用できる。
【００１６】
まず、図１を用いて、一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本願においては、クレーン１を移動式クレーンとして説明するが、他種のクレーンに対しても適用できる。他種のクレーンは、例えばクローラークレーン、タワークレーン、ガントリークレーン、天井クレーン等である。
【００１７】
クレーン１は、主に走行体２と旋回体３で構成されている。
【００１８】
走行体２は、左右一対の前輪２１と後輪２２を備えている。また、走行体２は、荷物Ｌの運搬作業を行う際に接地させて安定を図るアウトリガ２３を備えている。なお、走行体２は、アクチュエータによって、その上部に支持する旋回体３を旋回自在としている。
【００１９】
旋回体３は、その後部から前方へ突き出すようにブーム３１を備えている。そのため、ブーム３１は、アクチュエータによって旋回自在となっている（矢印Ａ参照）。また、ブーム３１は、アクチュエータによって伸縮自在となっている（矢印Ｂ参照）。更に、ブーム３１は、アクチュエータによって起伏自在となっている（矢印Ｃ参照）。
【００２０】
加えて、ブーム３１には、ワイヤロープ３２が架け渡されている。ブーム３１の先端部３１ａから垂下するワイヤロープ３２には、フック３３が設けられている。また、ブーム３１の基端側近傍には、ウインチ３４が設けられている。ウインチ３４は、アクチュエータと一体的に構成されており、ワイヤロープ３２の巻き入れ及び巻き出しを可能としている。そのため、フック３３は、アクチュエータによって昇降自在となっている（矢印Ｄ参照）。なお、旋回体３は、ブーム３１の側方にキャビン３５を備えている。キャビン３５の内部には、旋回レバー５１や伸縮レバー５２、起伏レバー５３、巻回レバー５４等が設けられている（図２参照）。
【００２１】
次に、図２及び図３を用いて、クレーン１の制御構成について説明する。なお、図３（ａ）は、説明のため全天の偏光度の分布Ｅ１を単純化して示している。
【００２２】
クレーン１は、制御装置４０を備える。制御装置４０には、各種レバー５１〜５４が接続されている。また、制御装置４０には、各種バルブ６１〜６４が接続されている。
【００２３】
上述したように、ブーム３１は、アクチュエータによって旋回自在となっている（図１における矢印Ａ参照）。本願においては、かかるアクチュエータを旋回用モーター３６と定義する（図１参照）。旋回用モーター３６は、方向制御弁である旋回用バルブ６１によって適宜に稼動される。なお、旋回用バルブ６１は、オペレータによる旋回レバー５１の操作に基づいて稼動される。また、ブーム３１の旋回角度や旋回速度は、図示されていないセンサによって検出される。
【００２４】
また、ブーム３１は、アクチュエータによって伸縮自在となっている（図１における矢印Ｂ参照）。本願においては、かかるアクチュエータを伸縮用シリンダ３７と定義する（図１参照）。伸縮用シリンダ３７は、方向制御弁である伸縮用バルブ６２によって適宜に稼動される。なお、伸縮用バルブ６２は、オペレータによる伸縮レバー５２の操作に基づいて稼動される。また、ブーム３１の伸縮長さや伸縮速度は、図示されていないセンサによって検出される。
【００２５】
更に、ブーム３１は、アクチュエータによって起伏自在となっている（図１における矢印Ｃ参照）。本願においては、かかるアクチュエータを起伏用シリンダ３８と定義する（図１参照）。起伏用シリンダ３８は、方向制御弁である起伏用バルブ６３によって適宜に稼動される。なお、起伏用バルブ６３は、オペレータによる起伏レバー５３の操作に基づいて稼動される。また、ブーム３１の起伏角度や起伏速度は、図示されていないセンサによって検出される。
【００２６】
更に、フック３３は、アクチュエータによって昇降自在となっている（図１における矢印Ｄ参照）。本願においては、かかるアクチュエータを巻回用モーター３９と定義する（図１参照）。巻回用モーター３９は、方向制御弁である巻回用バルブ６４によって適宜に稼動される。なお、巻回用バルブ６４は、オペレータによる巻回レバー５４の操作に基づいて稼動される。また、フック３３の吊下長さや昇降速度は、図示されていないセンサによって検出される。
【００２７】
加えて、制御装置４０には、監視カメラ５５、偏光カメラ５６、ＧＮＳＳ受信機５８が接続されている。なお、制御装置４０は、本実施形態において、時刻取得部４０ａを有しており、時刻取得部４０ａから現在時刻を取得することができる。また、制御装置４０は、本実施形態において、空の偏光情報として全天の偏光情報を用いる。
【００２８】
監視カメラ５５は、クレーン１の作業現場を上方から撮像するものである。監視カメラ５５は、荷物Ｌを含む監視画像を真上から撮像できるよう、ブーム３１の先端部３１ａに設けられている（図１参照）。また、監視カメラ５５は、制御装置４０に接続されている。そのため、制御装置４０は、監視カメラ５５が撮像した監視画像を取得することができる。なお、監視カメラ５５は、偏光カメラ５６が設けられる対象物の一例である。対象物は、例えばブーム３１の先端部３１ａに設けられるレーザスキャナや、クレーン１の周囲を飛行可能なドローン等であってもよい。
【００２９】
監視カメラ５５は、本実施形態において、自重により常に真下を向くよう、ブーム３１の先端部３１ａに吊り下げられている。しかし、ブーム３１の先端部３１ａは、ブーム３１の撓みや、風の影響等によって振動が加わることが多い。従って、監視カメラ５５は、振り子のように振動してしまい、真下以外の方向を向いてしまう場合がある。つまり、監視カメラ５５は、向きが不明になってしまう場合がある。
【００３０】
偏光カメラ５６は、偏光情報を取得可能なものである。偏光カメラ５６は、監視カメラ５５の上空を撮像できるよう、空を向くようにして監視カメラ５５の上部に設けられている（図１参照）。偏光カメラ５６は、例えば真上に向けられており、全天を撮像するための魚眼レンズ５７が設けられている（図１参照）。また、偏光カメラ５６は、制御装置４０に接続されている。そのため、制御装置４０は、偏光カメラ５６が取得した偏光情報を取得することができる。ここで、偏光情報とは、例えば偏光度や偏光方向である。偏光度とは、偏光の度合いを表す量である。偏光方向とは、直線偏光において、電場の振動方向である。なお、偏光カメラ５６は、偏光情報を取得可能なセンサの一例である。
【００３１】
偏光カメラ５６は、本実施形態において、直線偏光を撮像可能なＣＭＯＳイメージセンサを有する。かかるＣＭＯＳイメージセンサは、４ピクセルを１組としている。１ピクセル毎に１方向の偏光フィルターが設けられ、１組のピクセルには、４方向（基準の方向に対して０度、４５度、９０度、１３５度）の偏光フィルターがそれぞれ設けられている。偏光カメラ５６は、４ピクセルの情報を比較することにより、受光した光の偏光情報を取得することができる。
【００３２】
ＧＮＳＳ受信機５８は、全球測位衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する受信機であって、衛星から測距電波を受信し、受信機の設置位置の緯度、経度を算出するものである。ＧＮＳＳ受信機５８は、偏光カメラ５６の設置位置の位置情報である緯度、経度を算出できるよう、例えばブーム３１の先端部３１ａに設けられている（図１参照）。また、ＧＮＳＳ受信機５８は、制御装置４０に接続されている。そのため、制御装置４０は、ＧＮＳＳ受信機５８が算出した緯度、経度を取得することができる。
【００３３】
ところで、光（電磁波）を特徴づける物理量の一つに偏光がある。偏光は、光の進行方向に対して、電場（或いは磁場）が、どのような角度の振動面を持っているかを示すものである。偏光には、振動面が一平面内にある直線偏光や、振動面が回転する円偏光等があるが、本考案では、直線偏光に注目する。例えば、太陽光は、無偏光である。上述のＣＭＯＳイメージセンサが太陽光を受光した場合、ＣＭＯＳイメージセンサにおける４ピクセルの情報が等しくなり、光に偏りがなく、太陽光が無偏光であると判定される。
【００３４】
一方、レイリー散乱と呼ばれる散乱を受けた光は、直線偏光することが知られている。レイリー散乱により生じる現象の代表例は、空が青く見える現象である。空が青く見えるのは、太陽光のうち波長の短い光（青い光）ほど、上空の粒子によるレイリー散乱を受けやすいためである。太陽、上空の粒子、空を眺める者の三者の成す角度（位相角）が９０度である場合、偏光度は最大となる（無偏光成分が最小となる）。また、偏光面は、三者の成す平面と垂直な方向になる。
【００３５】
空の偏光情報の分布は、位相角の関数とすることができるので、事実上、時刻と位置情報の関数とすることができる。即ち、偏光カメラ５６が偏光情報を取得した時刻と、偏光カメラ５６の設置位置の緯度、経度が分かれば、理論的な全天の偏光情報の分布を算出することができる。
【００３６】
例えば、偏光カメラ５６が偏光度を取得した時刻と、偏光カメラ５６の設置位置の緯度、経度に基づいて理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２が算出される（図３（ｂ）参照）。理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２において、位相角が９０度である場合、理論的には偏光度が１００％となる。しかし、偏光カメラ５６が取得する偏光度は、高々５０％前後である（図３（ａ）参照）。また、偏光カメラ５６が取得する偏光度は、測定の誤差等によるノイズが含まれる。そこで、偏光カメラ５６が取得した全天の偏光度の分布Ｅ１に対して、最小の偏光度と最大の偏光度で規格化を行うとともに、メディアンフィルター等のスムージングをかけることにより平滑化を行う。これにより、偏光カメラ５６が取得した全天の偏光度の分布Ｅ１と、理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２の比較が簡単になる。
【００３７】
また、偏光方向は、上述の平滑化を行うことにより、偏光カメラ５６が取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３と、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４の比較が簡単になる（図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。
【００３８】
次に、図４及び図５を用いて、晴天時における監視カメラ５５の姿勢の算出について説明する。図４（ａ）及び図５（ａ）は、監視カメラ５５の設置位置から見える全天の太陽Ｓの位置、及び雲の状態（雲がない状態）を示している。また、図４（ｂ）は、説明のため全天の偏光度の分布Ｅ１を単純化して示している。また、図５（ｂ）は、説明のため全天の偏光方向の分布Ｅ３を単純化して示している。なお、晴天時とは、例えば全天に雲がないときであるが、特に限定するものでなく、偏光カメラ５６が取得した全天の偏光度の分布Ｅ１と、理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２を比較できる程度の量の雲があるときであってもよい。
【００３９】
まず、偏光カメラ５６は、全天の偏光度の分布Ｅ１を取得する。そして、制御装置４０は、偏光カメラ５６から全天の偏光度の分布Ｅ１を取得する。制御装置４０は、取得した全天の偏光度の分布Ｅ１に対して、上述の規格化、平滑化を行う（図４（ｂ）参照）。
【００４０】
また、制御装置４０は、時刻取得部４０ａから現在時刻を取得するとともに、ＧＮＳＳ受信機５８から緯度、経度を取得する。そして、制御装置４０は、取得した現在時刻、緯度、経度に基づいて期待される理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２を算出する（図４（ｃ）参照）。
【００４１】
制御装置４０は、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光度の分布Ｅ１と、理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２を比較し、両者が重なる平行移動量Ｆ及び回転角度θを算出する。本願において、「重なる」とは、換言すると、一致する又は略一致することである。両者が重なるか否かは、パターンマッチング等の画像解析技術を用いて判定することができる。例えば、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光度の分布Ｅ１を、平行移動量Ｆ（白矢印方向）だけ平行移動させ、回転角度θ（黒矢印方向）だけ回転させることにより、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光度の分布Ｅ１と、理論的な全天の偏光度の分布Ｅ２が重なる。
【００４２】
制御装置４０は、算出した平行移動量Ｆ及び回転角度θに基づいて監視カメラ５５の姿勢を算出する。ここで、監視カメラ５５の姿勢とは、水平方向に対する監視カメラ５５の傾斜角度、及び鉛直方向を軸とした監視カメラ５５の回転角度（東西南北の方位）である。監視カメラ５５の傾斜角度は、平行移動量Ｆに基づいて算出される。また、監視カメラ５５の回転角度は、回転角度θに基づいて算出される。このように、過去の測定結果に関係なく、偏光カメラ５６から全天の偏光度の分布Ｅ１を取得する毎に、監視カメラ５５の姿勢を算出できる。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに、不明であった監視カメラ５５の向きを明らかにすることができる。
【００４３】
或いは、制御装置４０は、以下に説明するように、偏光方向を用いて対象物の姿勢を算出できる。
【００４４】
まず、偏光カメラ５６は、全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する。そして、制御装置４０は、偏光カメラ５６から全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する。制御装置４０は、取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３に対して、上述の平滑化を行う（図５（ｂ）参照）。
【００４５】
制御装置４０は、時刻取得部４０ａから現在時刻を取得するとともに、ＧＮＳＳ受信機５８から緯度、経度を取得する。そして、制御装置４０は、取得した現在時刻、緯度、経度に基づいて期待される理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４を算出する（図５（ｃ）参照）。
【００４６】
制御装置４０は、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３と、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４を比較し、両者が重なる平行移動量Ｆ及び回転角度θを算出する。両者が重なるか否かは、パターンマッチング等の画像解析技術を用いて判定することができる。例えば、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３を、平行移動量Ｆ（白矢印方向）だけ平行移動させ、回転角度θ（黒矢印方向）だけ回転させることにより、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３と、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４が重なる。
【００４７】
制御装置４０は、算出した平行移動量Ｆ及び回転角度θに基づいて監視カメラ５５の姿勢を算出する。このように、過去の測定結果に関係なく、偏光カメラ５６から全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する毎に、監視カメラ５５の姿勢を算出できる。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに、不明であった監視カメラ５５の向きを明らかにすることができる。
【００４８】
以上のように、制御装置４０は、偏光度及び偏光方向を用いて対象物の姿勢を算出できる。制御装置４０は、偏光度及び偏光方向の一方を用いてもよく、偏光度及び偏光方向の両方を用いてもよい。例えば、偏光度及び偏光方向の両方を用いることにより、それぞれ算出した対象物の姿勢に乖離がある場合は、乖離を測定の誤差として出力することができる。また、乖離が所定値よりも大きい場合は、測定の失敗とみなすことができる。
【００４９】
次に、図６を用いて、曇天時における対象物の姿勢の算出について説明する。曇天時には、偏光度が低下するが偏光方向は維持されるため、制御装置４０は、偏光方向を用いて対象物の姿勢の算出を行う。図６（ａ）は、監視カメラ５５の設置位置から見える全天の太陽Ｓの位置、及び雲Ｇの状態を示している。また、図６（ｂ）は、説明のため全天の偏光方向の分布Ｅ３を単純化して示している。
【００５０】
まず、偏光カメラ５６は、全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する。そして、制御装置４０は、偏光カメラ５６から全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する。制御装置４０は、取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３に対して、上述の平滑化を行う（図６（ｂ）参照）。偏光カメラ５６が取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３は、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４と比較できる程度に維持されている。
【００５１】
制御装置４０は、時刻取得部４０ａから現在時刻を取得するとともに、ＧＮＳＳ受信機５８から緯度、経度を取得する。そして、制御装置４０は、取得した現在時刻、緯度、経度に基づいて期待される理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４を算出する（図６（ｃ）参照）。
【００５２】
制御装置４０は、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３と、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４を比較し、両者が重なる平行移動量Ｆ及び回転角度θを算出する。例えば、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３を、平行移動量Ｆ（白矢印方向）だけ平行移動させ、回転角度θ（黒矢印方向）だけ回転させることで、偏光カメラ５６から取得した全天の偏光方向の分布Ｅ３と、理論的な全天の偏光方向の分布Ｅ４が重なる。
【００５３】
制御装置４０は、算出した平行移動量Ｆ及び回転角度θに基づいて監視カメラ５５の姿勢を算出する。このように、曇天時であっても、過去の測定結果に関係なく、偏光カメラ５６から全天の偏光方向の分布Ｅ３を取得する毎に、監視カメラ５５の姿勢を算出できる。従って、曇天時に時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに、不明であった監視カメラ５５の向きを明らかにすることができる。特に、雲Ｇの厚みが一様でないときに、雲Ｇの厚いところほど多重散乱により偏光度が低下するため、偏光方向を用いることが有効となる。
【００５４】
最後に、本願に開示した技術的思想とその効果についてまとめる。
【００５５】
即ち、クレーン１において、制御装置４０は、偏光カメラ５６が偏光情報を取得した時刻と、偏光カメラ５６の設置位置の緯度、経度と、に基づいて理論的な全天の偏光情報の分布を算出可能であり、偏光カメラ５６が取得した全天の偏光情報の分布と、理論的な全天の偏光情報の分布と、が重なる平行移動量Ｆ及び回転角度θを算出し、算出した平行移動量Ｆ及び回転角度θに基づいて偏光カメラ５６が設けられる監視カメラ５５の姿勢を算出する。かかるクレーン１によれば、計測される値の積分により監視カメラ５５の姿勢を算出するのではなく、偏光情報の分布を比較することにより監視カメラ５５の姿勢を算出するため、ドリフト等の誤差が発生しない。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに監視カメラ５５の姿勢を測定できる。
【００５６】
更に、クレーン１において、偏光情報は、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方が用いられる。かかるクレーン１によれば、計測される値の積分により監視カメラ５５の姿勢を算出するのではなく、偏光度及び偏光方向のうち少なくとも一方の分布を比較することにより監視カメラ５５の姿勢を算出するため、ドリフト等の誤差が発生しない。従って、時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに監視カメラ５５の姿勢を測定できる。
【００５７】
更に、クレーン１において、制御装置４０は、偏光カメラ５６が偏光情報を取得した全天における雲Ｇの状態に応じて、偏光度及び偏光方向の両方を用いることと、偏光方向のみを用いることと、を切り換え可能である。かかるクレーン１によれば、晴天時に、偏光度を用いて算出される監視カメラ５５の姿勢と、偏光方向を用いて算出される監視カメラ５５の姿勢と、の乖離がある場合に、乖離を測定結果の誤差の算出に用いること可能である。従って、晴天時に測定結果の誤差を算出することができる。また、偏光方向は、曇天時であっても維持される。従って、曇天時に時間の経過に伴う誤差の蓄積を発生させずに監視カメラ５５の姿勢を測定できる。
【００５８】
更に、クレーン１において、ブーム３１を備え、監視カメラ５５は、ブーム３１の先端部３１ａに設けられる。かかるクレーン１によれば、周囲の建築物等よりも高い位置から全天の偏光情報を取得可能になるので、遮蔽物に遮られずに全天の偏光情報を取得しやすい。また、監視カメラ５５は、ブーム３１のしなりや、風の影響等によって振動が加わることが多い。従って、全天の偏光情報を取得しやすい位置に設けれ、振動が加わることが多い監視カメラ５５の姿勢を測定できる。
【００５９】
以上、本願に開示する技術的思想は、その他の作業車両にも適用できる。例えば、高所作業車等にも適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１          クレーン
３１        ブーム
３１ａ      先端部
４０        制御装置
５５        監視カメラ（対象物）
５６        偏光カメラ（センサ）
Ｅ１        センサが取得した空の偏光度の分布
Ｅ２        理論的な空の偏光度の分布
Ｅ３        センサが取得した空の偏光方向の分布
Ｅ４        理論的な空の偏光方向の分布
Ｆ          平行移動量
Ｇ          雲
Ｌ          荷物
θ          回転角度
【図１】
0003229917.tif 000003
【図２】
0003229917.tif 000004
【図３】
0003229917.tif 000005
【図４】
0003229917.tif 000006
【図５】
0003229917.tif 000007
【図６】
0003229917.tif 000008